Классификация по группам
Металлы относятся к самым распространенным материалам, которые используются человечеством на протяжении всей его истории. Большинство из них находится в средних слоях земной коры, но есть и те, что спрятаны глубоко в горных залежах. На данный момент металлы занимают большую часть таблицы Менделеева (94 из 118 элементов). Из официально признанных стоит отметить следующие группы: 1. Щелочные (литий, калий, натрий, франций, цезий, рубидий). При контакте с водой они образуют гидроксиды. 2. Щелочноземельные (кальций, барий, стронций, радий). Отличаются плотностью и твердостью.
3. Легкие (алюминий, свинец, цинк, галлий, кадмий, олово, ртуть). Из-за незначительной плотности часто используются в сплавах. 4. Переходные (уран, золото, титан, медь, серебро, никель, железо, кобальт, платина, палладий и пр.). Обладают изменчивой степенью окисления. 5. Полуметаллы (германий, кремний, сурьма, бор, полоний и др.). В своей структуре имеют кристаллическую ковалентную решетку. 6. Актиноиды (америций, торий, актиний, берклий, кюрий, фермий и пр.). 7. Лантаноиды (гадолиний, самарий, церий, неодим, лютеций, лантан, эрбий и др.). Стоит отметить, что есть металлы в земной коре и такие, которые не определены в группы. К ним относят магний и бериллий.
На заметку
Как вы видите, существуют самые различные виды и свойства металлов. Что-то вовсе не опасно, и каждый день мы носим серебряный крестик и золотое кольцо на руке. Радиоактивные вещества могут убить человека, поэтому экологи всего мира пытаются отчасти решить вопрос выброса опасных металлов в океан и атмосферу. Конечно, решать такие проблемы очень сложно, особенно учитывая то, что большинство предпринимателей вообще не идут на контакт. Тем не менее, не стоит забывать о том, что без проводников, которые состоят тоже из металла, невозможны электрические схемы, а без железа не будет машин и других привычных для нас вещей.
Нами не была затронута группа так называемых радиоактивных металлов периодической таблицы Менделеева. Сюда относятся: технеций, полоний, прометий и др. Основное назначение – использование в ядерных реакторах и оружии, что делает их очень опасными.
Самородные соединения
В природе существует отдельный класс кристаллохимической кодификации. К таким элементам относят самородные металлы. Это минералы по составу между собой не связанные. Чаще всего самородные металлы в природе образуются в результате геологических процессов.
В кристаллическом состоянии в земной коре известны 45 веществ. Большинство из них в природе встречается крайне редко, отсюда и их высокая стоимость. Доля таких элементов составляет всего 0,1 %. Стоит отметить, что нахождение этих металлов также является трудоемким и недешевым процессом. Он основывается на использовании атомов с устойчивыми оболочками и электронами. Самородные металлы называются также благородными. Для них характерны химическая инерция и устойчивость соединений. К таковым относят золото, палладий, платину, иридий, серебро, рутений и пр. Чаще всего в природе встречается медь. Железо в самородном состоянии присутствует в основном в горных залежах в виде метеоритов. Самыми редкими элементами группы являются свинец, хром, цинк, индий и кадмий.
Основные свойства
Практически все металлы в нормальных условиях отличается твердостью и стойкостью. Исключение — франций и ртуть, щелочные металлы. Температура плавления для всех элементов группы разная. Ее диапазон колеблется от -39 до +3410 градусов по Цельсию. Самым устойчивым к плавлению считается вольфрам. Его соединения теряют стойкость только при температуре выше +3400 С. Из легкорасплавляемых металлов следует выделить свинец и олово.
Также элементы делятся относительно плотности (легкие и тяжелые) и пластичности (твердые и мягкие). Все металлические соединения отлично проводят ток. Данное свойство обуславливается наличием кристаллических решеток с активными электронами. Максимальную проводимость имеют медь, серебро и алюминий, чуть меньшую – натрий. Стоит отметить и высокие термические свойства металлов. Наилучшим теплопроводником считается серебро, наихудшим – ртуть.
Магний и сплавы: маркировка и описание
Технический магний обладает не самыми лучшими свойствами, поэтому его не используют как конструкционный материал. А вот магниевые сплавы в соответствии со стандартами подразделяются на литейные и деформируемые.
В соответствии с ГОСТ литейные маркируются как «МЛ», а также цифрой, обозначающей их условный номер. В некоторых моделях после цифр идут такие строчные буквенные обозначения:
- «пч» — повышенной чистоты;
- «он» — материал общего назначения.
А деформируемые магниевые сплавы маркируются буквами «МА», а также цифрой, соответствующей условному номеру материала. После числа тоже может идти обозначение «пч».
Магниевые материалы имеют отличное сочетание таких свойств, как:
- низкая плотность;
- высокая устойчивость к коррозии;
- относительно высокая прочность;
- хорошие технологические качества.
На основе магниевых сплавов производят детали простой и сложной формы, обладающие высокой устойчивостью к коррозии. Например:
- арматуру;
- горловины;
- насосные корпусы;
- бензиновые баки;
- барабаны тормозных колес;
- штурвалы;
- фермы и т. д.
Металлы в окружающей среде
Чаще всего такие элементы можно встретить в виде соединений и руд. Металлы в природе образуют сульфиты, оксиды, карбонаты. Для очищения соединений сперва необходимо выделить их из состава руды. Следующим шагом будет легирование и финальная обработка. В промышленной металлургии различаются черные и цветные руды. Первые строятся на основе железных соединений, вторые – на прочих металлах. Драгоценными металлами считаются платина, золото и серебро. Большая их часть находится в земной коре. Тем не менее, малая доля приходится и на морскую воду.
Есть благородные элементы даже в живых организмах. В человеке содержится около 3 % металлических соединений. По большей степени в организме находятся натрий и кальций, которые выступают в роли межклеточного электролита. Магний необходим для нормальной работы ЦНС и мышечной массы, железо полезно для крови, медь – для печени.
Где брать металлолом для сдачи в пункты приема вторсырья
Сначала – где не надо брать.
Исключены:
- воровство;
- разбор конструкций железных дорог;
- разбор линий электропередач;
- разбор лифтов и подобные источники.
Можно – из отходов промышленного производства.
Из отслужившего и признанного негодным оборудования.
Бытовой металлолом ищут на свалках.
Собирают весь металл, затем разделывают и сортируют.
На финишном этапе цветмет разделяют на составные спектра металлов и сплавов.
Легче всего найти бытовой алюминий.
Ведь изделий из него очень много:
- ограждения;
- перекрытия в строительстве;
- посуда и ёмкости для жидкостей;
- предметы быта.
Небольшое количество алюминия — примерно 100 граммов – содержится в ламповом телевизоре. Зато в этом приборе находят до 1,5 кг меди.
Также медь можно найти в:
- разнообразных трансформаторах;
- монтажных проводах;
- блоках питания;
- катушках размагничивания.
Радиодетали содержат драгоценные металлы. Конечно, в минимальных количествах.
В компрессорах холодильников прошлых поколений можно обнаружить до 1200 граммов меди.
Многие сборщики, не «докопавшись» до нее, сдают старые холодильники как чермет. Кто добирается до меди – получают неплохие деньги.
Кроме компрессора источником меди в старом холодильнике могут быть килограммовые радиаторы из медных трубок. А морозильная камера поставит до двух килограммов алюминия.
Медь обязательно отыщется в электродвигателях. Киловатт мощности обеспечивает до килограмма красного металла.
Она присутствует в автомобильных стартерах и генераторах.
Содержание цветных металлов в автомобилях не ограничивается только стартерами и генераторами.
Источником меди являются и дроссели люминесцентных ламп, примерно 200 граммов в одном.
А также трансформаторы радиоэлектронной аппаратуры и магнитные пускатели, имеющие:
- медную обмотку;
- медные шины.
Свинец содержат:
- аккумуляторы;
- оплетки кабелей.
Источники латуни и бронзы:
- водопроводные краны;
- вентили;
- душевые трубки и шланги;
- шестерни редукторов;
- проволока.
Если разобрать пианино, можно сдать в металлолом чугунную раму. А вот есть ли в пианино цветной металл? Есть, струны, но потянут они максимум на 100 граммов.
Нахождение металлических соединений
Большинство элементов располагается под верхним слоем грунта повсеместно. Самый распространенный металл в земной коре – это алюминий. Его процентное содержание варьируется в пределах 8,2 %. Найти самый распространенный металл в земной коре несложно, так как он встречается в виде руд. Железо и кальций в природе встречают чуть реже. Их процентное содержание равно 4,1 %. Далее идут магний и натрий – по 2,3 %, калий – 2,1 %. Остальные металлы в природе занимают не более 0,6 %. Примечательно, что магний и натрий в равной степени можно добывать как в земле, так и в морской воде.
Металлические элементы в природе встречаются в виде руд или в самородном состоянии, как медь или золото. Есть вещества, которые нужно получать из оксидов и сульфидов, например, гематит, каолин, магнетит, галенит и пр.
Производство металлов
Процедура добычи элементов сводится к извлечению полезных ископаемых. Нахождение металлов в природе в виде руд является самым простым и распространенным процессом в широкой промышленности. Для поиска кристаллических залежей используется специальное геологическое оборудование, анализирующее состав веществ на конкретном участке земли. Реже нахождение металлов в природе сводится к банальному открыто-подземному методу. После добычи наступает этап обогащения, когда из исходного минерала выделяется рудный концентрат. Для отличия элементов используют смачивание, электрический ток, химические реакции, термообработку. Чаще всего выделение металлический руды происходит в результате плавления, то есть разогрева с восстановлением.
Добыча алюминия
Данным процессом занимается цветная металлургия. По масштабам потребления и производства она является лидером среди прочих отраслей тяжелой промышленности. Самый распространенный металл в земной коре очень востребован в современном мире. По объему производства алюминий уступает только стали.
Больше всего данный элемент используется в авиационной, автомобильной и электротехнической промышленности. Примечательно, что самый распространенный металл в земной коре можно получить и «искусственным» путем. Для такой химической реакции потребуются бокситы. Из них формируется глинозем. При соединении этого вещества с угольными электродами и фтористой солью под действием электрического тока можно получить чистейшую алюминиевую руду. Страной-лидером среди производителей данного компонента является Китай. В год там выплавляется до 18,5 млн тонн металла. Компанией-лидером в аналогичном рейтинге по добыче алюминия является российско-швейцарское объединение UC RUSAL.
Цветная металлургия
Производство такой продукции мало чем отличается от технологий черной металлургии. Цикл цветной металлургии также состоит из обогащения руд, плавки металлов, переделки и проката. Но в некоторых случаях может применяться также рафинирование металлов, то есть очищение первичных продукта от примесей.
Цветная металлургия
Очищение руды цветных металлов более сложная задача, так как она содержит намного больше сторонних примесей, в том числе других полезных компонентов. Как и в черной металлургии, побочная продукция цветной широко применяется в перерабатывающей промышленности, особенно в химическом производстве.
Следует выделить две подотрасли: металлургию тяжелых и легких металлов. Принцип подобного деления основывается на различных свойствах обрабатываемых цветных металлов. При производстве тяжелых металлов требуется значительно меньше энергии.
Иногда выделяют третью группу, так называемых, редкоземельных металлов. Такое название связано с тем, что раньше такие элементы были малоизучены и редко находились в природных условиях. Хотя на самом деле их количество не уступает многим тяжелым или легким цветным металлам. Их используют обычно при производстве высокотехнологичных приборов.
Изделия этой отрасли широко применяются в машиностроении, космической сфере, химической промышленности и приборостроении.
